周 軍，王 冬

（中機中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

冷芯盒精密組芯工藝是基于三乙胺冷芯盒制芯工藝發(fā)展起來的一種全新的鑄件生產(chǎn)工藝。此工藝通過機器人對生產(chǎn)出來的砂芯進行自動組裝形成鑄件型腔，從而進行鑄件生產(chǎn)。此工藝具有生產(chǎn)效率高、精度好、自動化程度高、生產(chǎn)靈活性好等優(yōu)點。

熱法砂再生技術通過加熱焙燒對舊（廢）砂進行無害化處理，處理后的再生砂通常可替代新砂使用。

將熱法砂再生技術直接運用在冷芯盒精密組芯工藝中不僅可以減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還可節(jié)約資源、減少環(huán)境污染，更可以降低冷芯盒精密組芯工藝的生產(chǎn)成本從而提高企業(yè)的市場競爭力。

1 冷芯盒精密組芯工藝對芯砂的要求

冷芯盒精密組芯工藝對砂芯的質(zhì)量要求十分嚴格，也即是對芯砂和制芯工藝提出了更高的要求，因此在生產(chǎn)過程中根據(jù)不同產(chǎn)品和不同砂芯對芯砂做出了不同的要求。

1.1 鋁合金生產(chǎn)時對芯砂要求

生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品時，由于鋁水溫度較低，鋁水對芯砂烘烤時間較短，因此對芯砂要求也相對較低。相關指標見表1.

1.2 鑄鐵生產(chǎn)時對芯砂要求

生產(chǎn)鑄鐵產(chǎn)品時，由于鐵水溫度高達1300℃以上且對砂芯烘烤時間長，因此對砂芯要求也相對較高。以生產(chǎn)6缸鑄鐵缸蓋為例，其相關指標見表2.

表1 鋁合金生產(chǎn)時芯砂檢測指標

表2 鑄鐵生產(chǎn)時芯砂檢測指標

同時為了滿足砂芯耐高溫性能，通常會在砂芯中加入一定比例的特種砂，如寶珠砂、洛鐵礦砂等。

2 不同工藝要求對熱法砂再生技術的影響

2.1 鋁合金生產(chǎn)工藝對熱法再生技術的影響

由于鋁水對冷芯盒砂芯烘烤時間短，當落砂時，砂芯仍保持較高的硬度和強度。因此進行熱法再生時需對砂芯進行充分的破碎后才能進入熱法再生爐。

2.2 鑄鐵生產(chǎn)工藝對熱法再生技術的影響

以灰鑄鐵為例，砂型經(jīng)過鐵水高溫烘烤后會變得較為酥軟，能夠較為輕松的進行破碎處理，但為滿足工藝要求而添加的特種砂則會對再生砂的檢測指標構成影響。

3 再生砂對冷芯盒精密組芯工藝的影響

再生砂因經(jīng)過一定溫度焙燒后（通常為650℃～720℃，即：所說的低溫焙燒），砂子的晶體結構發(fā)生改變，同時砂子粒型和表面也會發(fā)生改變，從而對冷芯盒精密組芯工藝的工藝參數(shù)產(chǎn)生影響，與新砂相比，其影響主要表現(xiàn)為：硬化速度快、硬度高、發(fā)氣量少。

4 熱法再生技術在冷芯盒精密組芯工藝中的運用

根據(jù)作者對本文提及工藝和技術進行前期的國內(nèi)外運用情況調(diào)研顯示，目前采用冷芯盒精密組芯工藝生產(chǎn)鑄件技術在國外相對比較成熟，其成功運用案例如福特在北美的鑄造工廠、奔馳在德國的鑄造工廠。

目前國內(nèi)更多的企業(yè)是采用組芯方式生產(chǎn)鑄件，并且以生產(chǎn)鋁合金缸蓋居多。完全采用冷芯盒精密組芯工藝生產(chǎn)鑄件的企業(yè)相對較少。同時由于國內(nèi)熱法再生設備主要用于鑄造廢砂處理，又以廢砂來料處理然后再以銷售再生砂或覆膜砂形式為主。

直接將熱法再生技術和冷芯盒精密組芯工藝結合起來的可供參考的案例以蘇州明志科技的鑄造公司和重慶機電控股集團鑄造有限公司為典型代表。前者主要生產(chǎn)鋁合金鑄件，后者則生產(chǎn)鑄鐵件（見圖1和圖2）.

圖1 冷芯盒精密組芯技術生產(chǎn)的鑄件實物

圖2 熱法再生技術現(xiàn)場運用

冷芯盒精密組芯工藝生產(chǎn)的鑄件具有精度高、加工余量少、生產(chǎn)靈活性高的特點，但同時由于冷芯樹脂原料價格較高，也造成采用此種工藝的生產(chǎn)成本相對黏土砂工藝較高。

當熱法砂再生技術運用在冷芯盒精密組芯工藝中后，由于冷芯盒廢砂可以獲得較高的再生率（通常為95%以上），而且相對較為低廉的再生成本（再生成本通常200元/t砂以下，以企業(yè)自行再生計算，不同企業(yè)不同地區(qū)存在一定差異），較少的樹脂加入量（較新砂樹脂加入量減少0.1%～0.5%），因此，鑄件生產(chǎn)成本與黏土砂生產(chǎn)成本接近。

5 結 論

根據(jù)代表企業(yè)的生產(chǎn)情況顯示，熱法砂再生技術在冷芯盒精密組芯工藝中運用后，可以降低鑄件生產(chǎn)成本，減少鑄造廢棄物排放，是值得推廣的先進生產(chǎn)方式。

[1]曹興金.濕型砂再生用于制芯的前景[J］.鑄造設備研究，1995（01）：50-51.

[2]李珊，郭思福，張方，郭景純.舊砂再生綜述（2010年度）[J］.鑄造設備與工藝，2011（5）：45-47.